小湾水电厂备自投装置在4路电源3段母线上的应用.pdf

第41卷第10期2015年10月水力发电小湾水电厂备自投装置在4路电源3段母线上的应用郑智桑，纪正堂(华能澜沧江水电股份有限公司小湾水电厂，云南大理675702)摘要：小湾水电厂厂用电接线方式复杂，典型的两段母线备自投方式不能完全满足各种接线方式下的供电可靠性要求，针对备自投控制逻辑要满足5种供电方式快速切换的要求，小湾水电厂设计的多段母线备自投方式能够满足4路电源3段母线接线方式下备用电源的可靠性、灵活性、安全性、智能化、自动化要求，提高了供电可靠性，保证了电能质量，减轻了电气倒闸操作劳动强度。关键词：备自投装置；厂用电；控制逻辑；小湾水电站ApplicationofAutomaticSwitchingDevicesonAuxiliaryBuswithThreeSegmentsandFourPowerSourcesinXiaowanHydropowerPlantZHENGZhishen。JIZhengtang(HuanengHydroLancangXiaowanHydropowerPlant，Dali675702，Yunnan，China)Abstract：ThewiringofauxiliarypowersysteminXiaowanHydropowerPlantiscomplex，SOtheautomaticswitchingmodeofatypicaltwobusescannotfullymeetthereliabilityrequirementsofpowersupplyundervariouswiringmode．Formeetingtherequirementsoffastswitchingbetweenfivepower—supplymodesfortheautomaticswitchinglogic，thedesignofautomaticswitchingmodeofXiaowanHydropowerPlantcanmeettherequirementsonreliability，flexibility，security，intelligenceandautomationforthethree—segmentandfourpower—sourcesbus．Theautomaticswitchingmodeimprovespowersupplyreliability，ensurespowerqualityandreduceslaborintensityofswitchingoperation．KeyWords：automaticswitchingdevice；auxiliarypower；controllogic；XiaowanHydropowerStation中圈分类号TM762(274)～文献标识码：A文章编号：0559~9342(2015)lO—o051O3发电厂厂用电中断，将会造成机组被迫停运，常情况下由地区变电站供电，分段空载运行；9、10甚至可能造成整个发电厂停电，后果十分严重。因段为坝区电源，正常情况下由地下厂房1、4段分别此发电厂设置有备用电源自动投入装置(BZT)，简供电。厂用电接线如图1所示。称备自投装置，它是保证厂用电可靠供电的重要设10kV厂用电1～6段共有5种供电方式：①运备。正确、灵活运用备用电源自投装置，可以提高行机组供电，指机组运行状态下，机组自发电通过发电厂厂用电供电可靠性，保证设备可靠稳定运行。高厂变供至该机组对应10kV段；②系统供电，指机组处于停运状态，对应主变仍在运行时，由1小湾水电站厂用电接线情况500kV系统经主变和高厂变倒送电，供电至对应l0小湾水电站装设6台单机容量为700Mw的水kV段；③相邻段供电，指本段母线进线断路器断开轮发电机组，其10kV厂用电共10段。10kV1～6时，本段10kV厂用电与相邻段联络运行，由相邻段段分布在地下厂房各机组段，采用单机单母线分段连接方式，形成1个大组(1～3段为一组，4～6段收稿日期：2015-07—22为一组)。10kV7～10段分布在右岸坝肩，其中7、作者简介：郑智桀(1984～)，男，福建闽侯人，工程师，从事8段为外来备用电源或柴油发电机电源接入点，正水电厂继电保护及自动化控制设备运行维护工作．WaPoVo1．41No．10田 水力发电2015年10月lOkVl~0020lOkV缎0030lOkV3段lOkV1段0020lOkV2段0030lOkV3段图1厂用电接线示意供电；④外来备用电源供电，指在机组、500kV系(2)备自投控制逻辑要满足前面提到的5种供电统和相邻段均无电的情况下，由10kV7、8段外来方式快速切换的要求。供电方式①和②由机组运行备用电源供电至地下厂房10kV1～6段；⑤柴油发方式控制，机组发电时由机组供电，机组停运时由电机供电，指柴油发电机作为应急备用电源，在全系统供电，无需备自投装置干预。当本段母线进线厂失电且外来电源停电情况下使用，经10kV7、8断路器断开时，供电方式①和供电方式②都将失效，段供电至地下厂房10kV1～6段。这时就需要备自投装置切换到供电方式③，由相邻针对母线段数较多且存在外来备用电源的厂用段供电运行。当厂内电源全部消失，供电方式①、电接线方式，使用传统的两段母线备自投方式不能②和③全部失效时，这时就需要备自投装置切换到满足供电可靠性要求。备白投控制逻辑要满足上述供电方式④或供电方式⑤，由外来备用电源供电或5种供电方式快速切换的要求，为此需设计一种多柴油发电机供电。段母线备自投的方式。(3)每一电源均能供电至全部厂用电设备。1～3段这一组共4路电源，备自投装置应使任一电源能24路电源3段母线备自投控制方式设计对1～3段母线实行自动投入。思路(4)应能识别不同运行方式。1～3段母线可以小湾水电厂厂用电4路电源3段母线备自投控有4种不同运行方式，分别为：1、2、3段分段运制方式设计思路：行；1、2段联络运行，3段单独分段运行；2、3段(1)对于有外来备用电源的发电厂，当厂内电联络运行，1段单独分段运行；1、2、3段联络运源故障，需要用#I-来备用电源为厂用电设备供电时，行。备自投装置应能识别不同的运行方式，并制定外来备用电源应能快速供电至厂用电各段母线上，不同的控制策略。为此厂用电母线应以外来备用电源为中心分布。对(5)应保证工作电源和设备断开后，才投入备存在多路外来电源的电厂，宜根据外来备用电源的用电源。备自投装置应保证只动作一次。备自投装数量对厂用电母线进行分组，每组厂用电母线均以置的动作时间以使负荷停电时间尽可能短为原则。相对应的外来备用电源为中心分布。根据上述原则，(6)若电力系统内部故障使工作电源和备用电小湾水电站地下厂房共有6段母线及两路外来备用源同时消失时，备自投装置不应动作。电源，故分成两组(本文以1～3段这一组为例进行(7)当一个备用电源作为几个工作电源的备用论述)。每个分组中的每段母线都有各自的进线电源时，如备用电源已代替一个工作电源后，另一个工(由运行机组供电或系统供电)，每个分组中含有3作电源又断开，备自投装置应动作。路进线电源和1路外来备用电源，因此称其为4路34路电源3段母线备自投装置控制逻辑电源3段母线。每个组都是相对独立的，因此每组配置一个备自投装置，实现本组4路电源3段母线3．14路电源3段母线备自投装置控制逻辑相互备用。为满足失电时快速、灵活切换供电方式，备自 第41卷第10期郑智桑，等：小湾水电厂备自投装置在4路电源3段母线上的应用投装置设置5种控制逻辑：逻辑1为1段失电时，2优先／外部优先”切换把手。切换把手在不同位置，5段通过联络开关向1段供电；逻辑2为2段失电时，种控制逻辑动作顺序有所不同，“分段1合闸延时”、1段通过联络开关向2段供电；逻辑3为2段失电“分段2合闸延时”、“外部开关合闸延时”整定值也时，3段通过联络开关向2段供电；逻辑4为3段失不相同。当切换把手在内部优先位置时，如果2段电时，2段通过联络开关向3段供电；逻辑5为2段失电，首先由1段提供备用电源，合闸不成功则由3失电时，外来备用电源通过备用进线开关向2段供段提供备用电源，若再次合闸不成功，则由外来备电。逻辑2和逻辑3采集联络开关位置，以识别不用电源提供备用电源。当切换把手在外部优先位置同运行方式，采取不同的控制策略。逻辑1至逻辑5时。如果2段失电，首先由外来备用电源提供备用均检测失电母线相应进线断路器断开后，才动作将电源，合闸不成功则由1段提供备用电源，若再次备用电源投入。合闸不成功，由3段提供备用电源。逻辑1至逻辑5的具体控制策略如下：3．2备自投装置充放电逻辑(1)逻辑1动作过程为1段无电压且其进线开关为保证备自投装置只动作一次，并保证工作电无电流，2段有电压则起动，经“逻辑1跳闸延时”跳源和备用电源同时消失时备自投装置不动作，备自1段进线开关；确认1段进线开关跳开，且1段无电投装置设置充放电逻辑。充电条件满足延时10s充压，经“分段1合闸延时”合1、2段联络开关。电灯点亮。(2)逻辑2动作过程为1段有电压，2段无电压3．2．1充电逻辑且其进线开关无电流，(若2、3段联络开关在合位逻辑1、2充电条件为：1、2段均有电压，且1还加判3段无电压且其进线开关无电流)则起动，经段进线开关在合位，同时1、2段联络开关在分位；“逻辑2跳闸延时”跳2段进线开关(若2、3段联络逻辑3、4充电条件为：2、3段均有电压，且3段进开关在合位还跳3段进线开关)。确认2段进线开关线开关在合位，同时2、3段联络开关在分位；逻辑跳开后(若2、3段联络开关在合位还加判3段进线5充电条件为：2段母线和外来备用电源有电压，且跳开)，且2段无电压(若2、3段联络开关在合位还1段进线开关、2段进线开关、3段进线开关至少有加判3段无压)，经“分段1合闸延时”合1、2段联一个在合位，同时外来备用电源进线开关在分位。络开关。3．2．2放电逻辑(3)逻辑3动作过程为2段无电压且其进线开关逻辑1放电条件为：①1、2段联络开关在合位；无电流(若1、2段联络开关在合位还加判1段无电②2段不满足有压条件，延时15S；③外部开入“闭压且其进线开关无电流)，3段有电压，则起动，经锁分段1自投”或“自投总闭锁”闭锁信号；④1段进“逻辑3跳闸延时”跳2段进线开关(若1、2段联络线开关的TwJ异常；⑤1段进线开关拒跳，1、2段开关在合位还跳1段进线开关)。确认2段进线开关联络开关拒合；⑥整定控制字或软压板不允许逻辑跳开后(若1、2段联络开关在合位还加判1段进线1投入。上述任一条件满足，逻辑1放电。开关跳开)，且2段无电压(若1、2段联络开关在合逻辑2放电条件为：①1、2段联络开关在合位；位还加判1段无电压)，经“分段2合闸延时”合2、②1段不满足有压条件，延时15S；③外部开入“闭3段联络开关。锁分段1自投”或“自投总闭锁”闭锁信号；④2段进(4)逻辑4动作过程为3段无电压且其进线开关线开关的TwJ异常；⑤2、3段联络开关在合位时，无电流，2段有电压则起动，经“逻辑4跳闸延时”跳3段进线开关的TWJ异常；⑥2段进线开关拒跳，1、3段进线开关。确认3段进线开关跳开后，且3段无2段联络开关拒合；⑦2、3段联络开关在合位时，3电压，经“分段2合闸延时”合2、3段联络开关。段进线开关拒跳；⑧整定控制字或软压板不允许逻(5)逻辑5动作过程为1、2、3段均无电压，1、辑2投入。上述任一条件满足，逻辑2放电。2、3段进线开关均无电流，外来备用电源有电压则逻辑3放电条件为：①2、3段联络开关在合位；起动，经“逻辑5跳闸延时”跳1、2、3段进线开关。②3段不满足有压条件，延时15s；③外部开入“闭确认1、2、3段进线开关跳开后，且1、2、3段无锁分段1自投”或“自投总闭锁”闭锁信号；④2段进电压，经“外部开关合闸延时”合外来备用电源进线线开关的TwJ异常；⑤1、2段联络开关在合位时，开关。1段进线开关的TwJ异常；⑥2段进线开关拒跳，2段位于中心位置，2段失电时1、3段、外来2、3段联络开关拒合；⑦1、2段联络开关在合位备用电源均可向其提供备用，需要设定向2段提供时，1段进线开关拒跳；⑧整定控制字或软压板不备用电源的优先级顺序。为此备自投装置设置“内部允许逻辑3投入。上述任一条件满(下转第78页)erPoVoⅣ10囝 (4)泄洪试验期间，监测项目的单日变化最大参考文献：值和累计变化最大值出现在22号坝段957．5m高程和24号坝段的960．0m高程，说明泄洪水力学试验[1]林继镛，王光纶．水工建筑物[M]．北京：中国水利水电出版社，2009．143．对该部位的影响相对较大，因此，当以后出现类似[2]周艳国，陈胜宏，周华，等．拱坝结构诱导缝力学参数反演分析工况时需要加强对该部位的监测。及工程应用[J]水利学报，2010(5)：575—5804结语[3]周艳国，傅少君，邹丽春，等．考虑地基松弛后的小湾拱坝诱导缝布置分析[J]．武汉大学学报：工学版，2008(4)：43-47．小湾大坝为300m级高拱坝，诱导缝承受了[4]易魁，肖海斌，迟福东等．300m级拱坝蓄水安全运行关键技术研究280rn左右的水头，该工程泄洪水力学试验成果对于及工程应用[C]／／中国大坝协会2013学术年会暨第三届堆石坝国类似工程有一定借鉴意义。从小湾拱坝本次泄洪水际研讨会论文集．中国大坝协会、中国水力发电工程学会，2013．[5]赵志勇，邹青，胡灵芝．小湾拱坝安全监测设计与研究[C]／／水力学试验期间的监测数据来看，泄洪水力学试验并电2006国际研讨会论文集[C]．中国水利学会中国水力发电工未对诱导缝造成太大的影响，诱导缝经受住了泄洪程学会中国大坝委员会，2006．试验的考验。诱导缝的安全监测和监测成果的及时[6]潘琳，韩世栋，陈宏伟，等．小湾高拱坝蓄水初期诱导缝安全监分析评价，对确保诱导缝正常工作，保证大坝安全测资料分析[J]．大坝与安全，2010(3)：42—45．稳定运行具有重要意义。(责任编辑焦雪梅)牛·÷-争·幸·幸·寺·(上接第4页)提升了电厂管理水平、风险防控能力和经营业绩，电厂整体素质得到了显著提升。5结语参考文献：小湾水电厂在“管理先进，指标领先，运营卓越，本质安全”创一流思路的引领下，紧盯行业标[1]王勇．坚持科学发展着力做强做优培育具有国际竞争力的世界一杆，以“六个一流”为目标，以“七大战略”为指引，流企业[c]／／中央企业负责人会议上的讲话．北京：国务院国有始终把创一流工作贯穿于小湾水电厂安全生产和管资产监督管理委员会，2010．理提升的全过程，通过安全生产管理体系建设、风[2]中国华能集团公司．华能企法[2012]1号文创建具有国际竞争力险内控体系建设、信息小湾建设、7s管理、行业对世界一流企业工作总体指导意见[S]．北京：中国华能集团，2012标以及开发动态数据分析平台等举措，不断提高发[3]华能澜沧江水电有限公司．世界一流水电厂评价标准[S]．昆明：展质量和发展效益，扎实推进创建世界一流水电厂华能澜沧江水电有限公司，2014．进程。在创建世界一流水电厂的实践过程中，有效(责任编辑陈萍)寺·寺·夺-夺·夺·夺·孛·牛·寺-夺·夺·夺·夺·夺·夺·夺·夺(上接第53页)足，逻辑3放电。不仅要遵守备用电源自投保护整定原则，还需灵活逻辑4放电条件为：①2、3段联络开关在合位；结合一次系统的实际情况，设计切合实际的备自投②2段不满足有压条件，延时15S；③外部开入“闭锁逻辑。本文介绍的备自投控制逻辑，能够满足4路电分段1自投”或“自投总闭锁”闭锁信号；④3段进线源3段母线接线方式下备用电源的可靠性、灵活性、开关的TwJ异常；⑤3段进线开关拒跳，2、3段联安全性、智能化、自动化要求，提高了供电可靠性，络开关拒合；⑥整定控制字或软压板不允许逻辑4投保证了电能质量，减轻了电气倒闸操作劳动强度，入。上述任一条件满足，逻辑4放电。可为其他电站工程备自投系统设计参考。逻辑5放电条件为：①备用电源进线开关在合参考文献：位；②备用电源不满足有电压条件，延时15s；③外部开入“闭锁分段1自投”或“自投总闭锁”闭锁信号；[1]阮爱民，李民，汤大海．保护闭锁备自投的运用[J]．江苏电机工程，2003，22(4)：4142．④1段、2段或3段进线开关的TwJ异常；⑤1、2段[2]RCS-9000系列C型保护测控装置技术和使用说明书一备用电源或3段进线开关拒跳；⑥整定控制字或软压板不允许自投部分[R]．南京：南瑞继电保护电气有限公司，2010．逻辑5投入。上述任一条件满足，逻辑5放电。[3]DL／T526-2002静态备用电源自动投入装置技术条件[S]．[4]刘丽芳，殷丽．水电站1OkV母线段备自投设计[J]．电力自动化4结语设备，2008，28(2)：116—118电力系统中备用电源自投的正确、可靠动作，(责任编辑高瑜)